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小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
(1)图*是测铅笔芯电阻的电路,请用笔画线代替导线将其连接完整。_____
①闭合开关,发现两电表均无示数,为排查故障他将电压表改接在变阻器两端,发现电压表有示数,则电路故障可能是____。
②排除故障,移动滑片P,电流表示数为0.14A时,电压表示数如图乙,为____V,测出的电阻为____Ω。
(2)移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他又设计了图*电路测量电阻。
①正确连好电路,闭合开关S,将开关S1先拨至b,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。
②再将S1拨至a,调节电阻箱旋钮至图丁位置,观察到电压表示数略大于U,他把“×1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,此时他_____(选填“应”或“不应”)再调节滑动变阻器,以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值_____(填写范围)。
(3)小明由上述两次实验,得出铅笔芯电阻与长度的关系,请评价他在探究过程中的不足之处∶______。
【回答】
(1). (2). 滑动变阻器断路 (3). 2.8V (4). 20 (5). 不应 (6). 14Ω~15Ω (7). 见解析
【解析】(1)电源为2节干电池,电压小于3V,所以电压表量程应选0~3V的量程,电压表与铅笔芯并联,铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示:
①闭合开关,电流表无示数说明电路断路,电压表接在铅笔芯两端无示数,而接在滑动变阻器两端有示数,说明滑动变阻器断路。
②电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以图乙中电压表的示数为2.8V。
由欧姆定律可知电阻为
(2) ②应用等效法测电阻时,滑动变阻器的电阻应该保持不变,使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等,即分压效果相等,电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器。
图*中电阻箱的阻值为15Ω,观察到电压表示数略大于U,他把“×1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于U,则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小,即电阻箱的阻值调为14Ω,所以铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω。
(3)实验次数太少,具有偶然*。
知识点:电阻
题型:实验,探究题